EP0042920A2 - Verfahren zur Herstellung von auf einem Träger aufgebrachten Leiterbahnen - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing conductor tracks applied to a carrier, in particular conductor tracks applied to an electrode carrier of a liquid crystal display, a mask with recesses corresponding to the conductor tracks being placed on the carrier and e.g. by means of vapor deposition or sputtering, a conductor layer of electrically conductive material is applied to the carrier in accordance with the cutouts.
- the problem with complicated masks with many recesses is that the mask is so unstable that even when it rests on a flat surface, it does not remain in its desired shape and the individual mask parts move against each other. It can even happen that mask parts move so far against each other that there is at least partial coverage of recesses which are separate per se and thus when the electrically conductive conductor layer is applied, there is contact between conductor tracks which are actually to be produced separately. Likewise, such a shift may result in a continuous conductor track is separated by the covering of a mask part. The risk that leads to such problems is particularly great when an inner region of conductor tracks is largely enclosed by one or more ring lines running parallel to one another. As a result, the mask has no self-supporting mechanical stability.
- the recesses are interrupted at certain points by supporting webs in such a way that the mask is given a mechanically stable shape in its plane, and that the interruptions in the conductor tracks caused by the supporting webs when the conductor layer is applied in one go second operation can be bridged by the application of electrically conductive material.
- the support webs on the one hand achieve that masks, although their surface largely with close to each other and complicated recesses is provided, still maintain a completely stable, unchangeable contour when they are placed on the carrier.
- the mask with the cutouts corresponding to the conductor tracks is removed in the first working step and a mask with cutouts is placed on the carrier at the locations of the interruptions of the conductor tracks and a layer of electrically conductive material is applied. In this way, the interruptions in the conductor tracks which have arisen in the first operation are bridged in a simple manner.
- the bridged interruptions can also be in the area within the liquid crystal cell, since the height of this bridging point is lower than the height of the interior of the liquid crystal cell.
- a short circuit from the electrode with the bridging points to the second electrode on the other side wall of the liquid crystal cell is not possible.
- connection of one or more integrated switching units are connected to the conductor tracks, it is advantageous if the cover leaves the areas of the conductor tracks to which the connections of the integrated switching units can be connected open and if after the second operation the integrated switching units are on the Carrier applied and their connections are electrically conductively connected by soldering to the respectively assigned conductor tracks.
- This type of manufacturing process can also be carried out in a simple manner.
- the chamber having a filling opening for filling the liquid crystal substance, which is closed after the filling process, can advantageously Interruptions of the conductor tracks are placed at the point of the filling opening and bridged by a filling opening closure made of electrically conductive material.
- two functions are performed in one operation by closing the filling opening and bridging the interruptions in the conductor tracks.
- the electrode carriers shown in the figures are provided with the conductor tracks 1, 1 ', which lead to the electrodes 2, 2'.
- the electrodes 2 form a circular speed display, while the electrodes 2 'form an odometer.
- the electrodes 2 and 2 ' are connected via the conductor tracks 1 to integrated circuits 3 which are arranged in the edge region of the electrode carrier and are designed as chips.
- the conductor tracks 1 ' form ring lines which run on the edge of the electrode carrier and the supply lines of the integrated circuits 3 are. These conductor tracks 1 'run along a three sides of the rectangular electrode carrier, forming a "U".
- a method for producing an electrode carrier, as shown in FIG. 1, is carried out in the following way:
- a mask is placed on the electrode carrier, the recesses of which correspond to the structure of the conductor tracks 1 and the electrocrocles 2, 2 ', as shown in FIG. E.g. by vapor deposition of a transparent, conductive material in a vacuum chamber, the conductor tracks 1 SOHiecler Elekfroden 2,2 shown in FIG. 2 are then applied to the electrode carrier.
- the mask is then removed again and a second mask is placed on the electrode carrier, the recesses of which have the structure of the conductor tracks 1 '.
- the conductor tracks 1 ' are then also applied to the electrode carrier by vapor deposition in a vacuum chamber.
- a solderable material is evaporated,. so that later the connections of the chips of the integrated circuits applied to the electrode carrier can be connected to the conductor tracks 1 'assigned to them by soldering.
- the recesses of the mask are interrupted at several points by supporting webs which are present in the applied conductor tracks 1 'lead to interruptions 4.
- a second possibility according to the invention for producing the electrode carrier shown in FIG. 1 is that a mask is placed on the electrode carrier, which has cutouts corresponding to the conductor tracks 1, 1 'shown in FIG. 4 and the electrodes 2.2'.
- the mask has support webs at various points, which then lead to interruptions 4 in the conductor tracks 1'.
- a first step e.g. Evaporating transparent, electrically conductive material in a vacuum chamber
- the conductor tracks 1 and 1'Y applied to the electrode carrier.
- This first mask remains on the electrode carrier for the next work step.
- a cover is now placed on the mask, so that only the conductor tracks 1 'can be seen in the edge region of the electrode carrier.
- the Interruptions 4 can be bridged by soldering.
- the use of different materials for the conductor tracks 1 and 1 ' is due to the fact that the conductor tracks 1 should be transparent for a liquid crystal display and the conductor tracks 1' should be solderable, the material for the conductor tracks 1 not being solderable and the material for the conductor tracks 1 'but is not transparent. However, since the conductor tracks 1 'are not in the field of view of the viewer of the liquid crystal display, they do not need to be transparent.
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von auf einen Träger aufgebrachten Leiterbahnen, insbesondere von auf einen Elektrodenträger einer Flüssigkristallanzeige aufgebrachten Leiterbahnen, wobei eine Maske mit den Leiterbahnen entsprechenden Ausnehmungen auf den Träger aufgelegt wird und z.B. mittels Aufdampfen oder Sputtern entsprechend den Aussparungen eine Leiterschicht von elektrisch leitendem Material auf dem Träger aufgebracht wird.
- Bei dem Aufbringen von Leiterbahnen auf einem Träger mittels einer Maske kommt es bei kompliziert, mit vielen Ausnehmungen versehenen Masken zu dem Problem, daß die Maske so instabil ist, daß sie selbst, wenn sie auf einer ebenen Fläche aufliegt, nicht in ihrer gewünschten Form bleibt und die einzelnen Maskenteile sich gegeneinander verschieben. Es kann dabei sogar dazu kommen, daß Maskenteile sich so weit gegeneinander verschieben, daß es zu einer zumindest teilweisen Überdeckung von an sich getrennten Ausnehmungen und damit beim Auftragen der elektrisch leitenden Leiterschicht zu einem Kontakt zwischen eigentlich getrennt herzustellenden Leiterbahnen kommt. Gleichfalls kann es durch eine solche Verschiebung dazu kommen, daß durch die Überdeckung von einem Maskenteil eine an sich durchgehende Leiterbahn getrennt wird. Die Gefahr, die zu derartigen Problemen führt, ist insbesondere dann groß, wenn ein innerer Bereich von Leiterbahnen durch eine oder mehrere zueinander parallel verlaufende Ringleitungen weitgehend umschlossen ist. Dadurch besitzt die Maske keine selbsttragende mechanische Stabilität.
- Besonders groß ist die Gefahr bei geschlossenen Ringleiterbahnen, da sich hierbei voneinander separate Maskenteile ergeben.
- Diese Probleme sind z.B. bei Flüssigkristallanzeigen vorhanden, bei denen die einzelnen Versorgungsleitungen, die zu den im Randbereich der Elektrodenträger angeordneten integrierten Schalteinheiten führen, als parallel dicht nebeneinander laufende Ringleitungen ausgebildet sind.
- Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren nach dem Oberbegriff zu schaffen, durch das auf einfache Weise ein korrektes Auftragen der Leiterbahnen auf den Träger gewährleistet ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aussparungen an bestimmten Stellen durch Stützstege derart unterbrochen sind, daß die Maske in ihrer Ebene eine mechanisch stabile Form erhält, und daß die durch die Stützstege beim Aufbringen der Leiterschicht elektrisch leitenden Materials hervorgerufenen Unterbrechungen der Leiterbahnen in einem zweiten Arbeitsgang durch das Aufbringen von elektrisch leitendem Material überbrückt werden. Durch die Stützstege wird zum einen erreicht, daß Masken, obwohl ihre Fläche weitgehend mit dicht nebeneinander und kompliziert verlaufenden Ausnehmungen versehen ist, trotzdem eine völlig stabile,nicht veränderbare Kontur beibehalten wenn sie auf den Träger aufgelegt werden.
- Zum anderen wird eine absolut korrekte Lage von durch eine geschlossene Ringausnehmung umschlossenen Maskeninnenteilen erreicht.
- In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird im ersten Arbeitsgang die Maske mit den den Leiterbahnen entsprechenden Aussparungen entfernt und eine Maske mit Aussparungen an den Stellen der Unterbrechungen der Leiterbahnen auf den Träger aufgelegt und eine Schicht elektrisch leitenden Materials aufgebracht. Somit werden die im ersten Arbeitsgang entstandenen Unterbrechungen der Leiterbahnen auf einfache Weise überbrückt.
- Wird dieses Verfahren bei Flüssigkristallanzeigen angewandt, so können die überbrückten Unterbrechungen sich auch im Bereich innerhalb der Flüssigkristallzelle befinden, da die Höhe dieser Überbrückungsstelle niedriger ist, als die Höhe des Innenraums der Flüssigkristallzelle.Ein Kurzschluß von der Elektrode mit den Überbrückungsstellen zur zweiten Elektrode an der anderen Seitenwand der Flüssigkristallzelle ist nicht möglich. Wurde im ersten Arbeitsgang eine nicht lötfähige Leiterschicht elektrisch leitfähigen Materials auf den Träger aufgebracht, wie dies bei Flüssigkristallanzeigen der Fall ist, so kann im zweiten Arbeitsgang auf die Maske eine die Bereiche der Leiterbahnen zu beiden Seiten der Stützstege offen lassende Abdeckung gelegt und eine Schicht lötfahigen Materials aufgebracht werden, wobei nach Abnahme von Maske und Abdeckung die Unterbrechungen durch Löten elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Werden dabei an die Leiterbahnen die Anschlüsse von ein oder mehreren integrierten Schalteinheiten angeschlossen, so ist es vorteilhaft wenn die Abdeckung die Bereiche der Leiterbahnen, an die die Anschlüsse der integrierten Schalteinheiten anschließbar sind, offen läßt und wenn nach dem zweiten Arbeitsgang die integrierten Schalteinheiten auf den Träger aufgebracht und deren Anschlüsse durch Löten mit den jeweils zugeordneten Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden werden. Auch diese Art des Herstellungsverfahrens läßt sich auf einfache Art und Weise durchführen.
- Sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Elektrodenträger einer Flüssigkristallanzeige vorhanden, auf denen sich gegenüberliegende, einander zugeordnete Elektroden angeordnet sind, die beim Zusammenbau der mit den Leiterbahnen versehenen Elektrodenträger an einem Kontaktpunkt elektrisch leitend miteinander verbunden sind, so können die Unterbrechungen der Leiterbahnen an den Stellen des Kontaktpunkts platziert und der Kontaktpunkt durch das Auftragen von leitfähigem Material in einer dem Abstand der Elektrodenträger entsprechenden Dicke hergestellt werden. Vorteilhafterweise besteht dabei der Kontaktpunkt aus einem elektrisch leitenden Kleber. Auch bei diesem Verfahrensbeispiel werden zwei Funktionen in einem Arbeitsgang erfüllt, nämlich sowohl -die elektrisch leitende Verbindung zwischen den Elektroden als auch die Überbrückung der Unterbrechungender Leiterbahn hergestellt.
- Bei durch zwei im Abstand zueinander angeordneten und zwischen sich eine Kammer bildenden Glasplatten einer Flüssigkristallanzeige, deren Innenseiten mit den Leiterbahnen versehen sind und die Elektrodenträger bilden , wobei die Kammer eine Einfüllöffnung zum Einfüllen der Flüssigkristallsubstanz besitzt, die nach dem Füllvorgang verschlossen wird, können vorteilhafterweise die Unterbrechungen der Leiterbahnen an der Stelle der Einfüllöffnung platziert und durch einen Füllöffnungsverschluß aus elektrisch leitendem Material überbrückt werden. Auch bei diesem Verfahren werden mit dem Verschließen der Einfüllöffnung und dem Überbrücken der Unterbrechungen der Leiterbahnen in einem Arbeitsgang zwei Funktionen erfüllt.
- Bei den Herstellungsverfahren, bei denen die Leiterbahnen auf den Elektrodenträgern einer Flüssigkristallanzeige angeordnet werden, ist es von Vorteil, wenn die integrierten Schaltungen und/oder die Unterbrechungen im . abgedeckten Randbereich der Elektrodenträger angeordnet werden. Dadurch ist es nicht störend, wenn die Überbrückungen wie z.B. beim Löten durch eine sichtbare Verbindung hergestellt werden, da im Sichtbereich des Beobachters die.Leiterbahnen aus transparentem Material sein können.Dieser Randbereich bleibt nach dem Zusammenbau der Flüssigkristallzelle offen, so daß die Chips der integrierten Schaltungen sowie die Lötarbeiten ungehindert durchgeführt werden können.Auch entstehen keine Probleme aufgrund der im Vergleich zu der geringen Höhe der Flüssigkristallkammerrelativ großen Dicke der Chips und der Lötverbindungen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- Figur 1 einen Elektrodenträger für eine Flüssigkristallanzeige in zwei Arbeitsgängen mit vollständig aufgebrachten Leiterbahnen
- Figur 2 den Elektrodenträger nach Figur 1 mit den im ersten Arbeitsgang aufgebrachten Leiterbahnen
- Figur 3 den Elektrodenträger nach Figur 1 mit den im zweiten Arbeitsgang aufgebrachten Leiterbahnen
- Figur 4 einen Elektrodenträger für eine Flüssigkristallanzeige mit vollständig aufgebrachten Leiterbahnen, die durch Löten zu überbrückende.Unterbrechungen aufweisen.
- Die in den Figuren dargestellten Elektrodenträger sind mit den Leiterbahnen 1,1' versehen, die zu den Elektroden 2,2' führen. Dabei bilden die Elektroden 2 eine kreisförmige Geschwindigkeitsanzeige, während die Elektroden 2' einen Kilometerzähler bilden.
- Die Elektroden 2 und 2' sind über die Leiterbahnen 1 mit im Randbereich des Elektrodenträgers angeordneten, als Chips ausgebildeten integrierten Schaltungen 3 verbunden.
- Die Leiterbahnen 1' bilden Ringleitungen, die am Rand des Elektrodenträgers verlaufen und die Versorgungsleitungen der integrierten Schaltungen 3 sind. Diese Leiterbahnen 1' verlaufen etwa ein "U" bildend an drei Seiten des rechteckigen Elektrodenträgers entlang.
- Ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenträgers, wie er in Figur 1 dargestellt ist,erfolgt auf folgende Art und Weise:
- Zuerst wird auf den Elektrodenträger eine Maske aufgelegt, deren Ausnehmungen der Struktur der Leiterbahnen 1 und der Elekfroclen 2,2', wie sie in Figur 2 dargestellt sind entsprechen. Z.B. durch Aufdampfen eines transparenten, leitfähigen Materials in einer Vakuumkammer werden dann die in Figur 2 dargestellten Leiter- bahnen 1 SOHiecler Elekfroden 2,2 auf den Elektrodenträger aufgebracht.
- Anschließend wird die Maske wieder abgenommen und eine zweite Maske auf den Elektrodenträger aufgelegt, deren Ausnehmungen die Struktur der Leiterbahnen 1' besitzen. Ebenfalls durch Aufdampfen in einer Vakuumkammer werden nun die Leiterbahnen 1' auf den Elektrodenträger aufgebracht. Bei diesem zweiten Arbeitsgang wird aber ein lötfähiger Werkstoff aufgedampft, . damit später die Anschlüsse der auf den Elektrodenträger aufgebrachten Chips der integrierten Schaltungen mit den ihnen zugeordneten Leiterbahnen 1' durch Löten verbunden werden können. Damit die einzelnen Teile der Maske zum Aufbringen der Leiterbahnen 1' durch deren U-förmigen Aufbau in ihrer Form nicht instabil werden sondern selbsttragend mechanisch stabil in ihrer Ebene bleiben, sind die Aussparungen der Maske an mehreren Stellen durch Stützstege unterbrochen, die bei den aufgetragenen Leiterbahnen 1' zu .Unterbrechungen 4 führen.
- Da aber an diesen Stellen, an denen die Leiterbahnen 1' in diesem Arbeitsgang unterbrochen sind, bereits im ersten Arbeitsgang mit den Leiterbahnen 1 zusammen Überbrückungsbahnen 5 auf den Elektrodenträger aufgebracht wurden, sind die Unterbrechungen 4 überbrückt. Probleme die durch eine instabile Form der Maske für die Leiterbahnen 1' hervorgerufen werden .könnten, werden durch die Stützstege bei der zweiten Maske vermieden.
- Eine zweite erfindungsgemäße Möglichkeit zur Herstellung des in Figur 1 dargestellten Elektrodenträgers besteht darin, daß auf den Elektrodenträger eine Maske aufgelegt wird, die Aussparungen entsprechend den in Figur 4 dargestellten Leiter- bahnen 1,1' sowie der Elekfroden 2,2' besitzt. Um die Form der Leiterbahnen 1' stabil zu halten, weist die Maske an verschiedenen Stellen Stützstege auf, die bei den Leiterbahnen 1' dann zu Unterbrechungen 4 führen. Auch bei diesem Verfahren werden in einem ersten Arbeitsgang durch z.B. Aufdampfen von transpafentem, elektrisch leitendem Material in einer Vakuumkammer die Leiterbahnen 1 und 1'Yauf den Elektrodenträger aufgebracht. Diese erste Maske bleibt für den nächsten Arbeitsgang auf dem Elektrodenträger aufgelegt. Zusätzlich wird nun noch eine Abdeckung auf die Maske aufgelegt, so daß nur noch die Leiterbahnen 1' im Randbereich des Elektrodenträgers zu sehen sind.
- Ebenfalls in einem Aufdampfvorgang wird nun eine Schicht aus lötfähigem, elektrisch leitendem Material auf die bereits vorhandenen Leiterbahnen 1' aufgebracht.
- Nach Abnehmen der Abdeckung und der Maske können nun die Unterbrechungen 4 durch Löten überbrückt werden. Gleichzeitig kann man auch die jetzt in Form von Chips auf den Elektrodenträger aufgebrachten integrierten Schaltungen 3 mit ihren Anschlußleitungen durch Löten an die entsprechend zugeordneten Leiterbahnen 1 anschließen.
- Bei dem Einbau der nach o.g. Verfahren hergestellten Elektrodenträgern in Flüssigkeitskristallanzeigen wird vorzugsweise so vorgegangen, daß bis auf das Aufbringen der integrierten Schaltungen 3 und der Lötarbeiten die Elektrodenträger mit den Leiterbähnen 1 und 1' fertiggestellt werden. Anschließend werden die als Glasplatten ausgebildeten Elektrodenträger zu einer Zelle zusammengefügt, mit Flüssigkristallsubstanz gefüllt und verschlossen.Da der Elektrodenträger, auf dem die Leiterbahnen 1' angeordnet sind,größer ist als der angere Elektrodenträger, bleiben die Leiterbahnen 1' außerhalb der Zelle, so daß nun die integrierten Schaltungen aufgebracht und die Lötarbeiten an den Unterbrechungen 4 und an den Verbindungen der Leiterbahnen 1' mit den entsprechenden Kontakten der integrierten Schaltungen durchgeführt werden können. Die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Leiterbahnen 1 und 1' ist dadurch bedingt, daß die Leiterbahnen 1 für eine Flüssigkristallanzeige transparent sein und die Leiterbahnen 1' lötfähig sein sollten, wobei der Werkstoff für die Leiterbahnen 1 aber nicht lötfähig und der Werkstoff für die Leiterbahnen 1' aber nicht transparent ist. Da die Leiterbahnen 1' aber nicht im Sichtbereich des Betrachters der Flüssigkristallanzeige ist, brauchen sie auch nicht transparent zu sein.
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